特開 2022-117118 ペダルの踏力検出機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022117118

(43)【公開日】2022-08-10

(54)【発明の名称】ペダルの踏力検出機構

(51)【国際特許分類】

   G05G 1/30 20080401AFI20220803BHJP

   G05G 25/00 20060101ALI20220803BHJP

   B60K 26/04 20060101ALI20220803BHJP

   H01H 35/00 20060101ALI20220803BHJP

   H01H 13/16 20060101ALI20220803BHJP

【ＦＩ】

G05G1/30 E

G05G25/00 Z

B60K26/04

H01H35/00 Q

H01H13/16 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021013637

(22)【出願日】2021-01-29

(71)【出願人】

【識別番号】391021226

【氏名又は名称】株式会社カーメイト

(74)【代理人】

【識別番号】100091306

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 友一

(74)【代理人】

【識別番号】100174609

【弁理士】

【氏名又は名称】関 博

(72)【発明者】

【氏名】小嶋 淳太郎

(72)【発明者】

【氏名】須田 徹

【テーマコード（参考）】

3D037

3J070

5G055

5G206

【Ｆターム（参考）】

3D037EA08

3D037EB02

3J070AA32

3J070BA41

3J070BA51

3J070CA47

3J070CC71

3J070DA01

5G055DB01

5G055DD17

5G055DG02

5G206GS28

5G206HS02

(57)【要約】

【課題】操作ペダルに対する後付けが可能であり、かつ汎用性を有し、例えばアクセルペダルに異常な踏力が加えられたことを広い範囲で検出する事のできるアクセルペダルの踏力検出機構を提供する。
【解決手段】アクセルペダル３０のフェイス面に沿って配置する膜型スイッチ１２と、膜型スイッチ１２を覆うようにしてアクセルペダル３０に固定されるトッププレート１４と、膜型スイッチ１２とトッププレート１４との間に配置される荷重緩衝プレート１６とを備え、膜型スイッチ１２には、面方向に沿って複数の接点１２ａ１，１２ｂ１が備えられており、荷重緩衝プレート１６は、膜型スイッチ１２に設けられた接点１２ａ１，１２ｂ１を複数跨ぐように配置された荷重緩衝部１６ａを有することを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ペダルの踏み込み面に沿って配置する膜型スイッチと、
可撓性を有し、前記膜型スイッチを覆うようにして前記ペダルに固定されるトッププレートと、を備え、
前記膜型スイッチには、面方向に沿って複数の接点が備えられていることを特徴とするペダルの踏力検出機構。

【請求項2】

前記トッププレートにおける前記膜型スイッチとの当接面には、前記接点を複数跨ぐように配置された荷重緩衝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のペダルの踏力検出機構。

【請求項3】

前記膜型スイッチと前記トッププレートとの間には、前記膜型スイッチに設けられた前記接点を複数跨ぐように配置された荷重緩衝部を有する荷重緩衝プレートが備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載のペダルの踏力検出機構。

【請求項4】

前記ペダルと前記膜型スイッチとの間に、前記膜型スイッチを配置する面を平滑面とし、前記ペダルにおける前記踏み込み面よりも撓みの少ない部材により構成されたベースプレートを備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のペダルの踏力検出機構。

【請求項5】

前記ベースプレートは、前記ペダルに固定手段を介して固定され、
前記トッププレートは、前記ベースプレートに固定されることを特徴とする請求項４に記載のペダルの踏力検出機構。

【請求項6】

前記膜型スイッチに設けられている前記接点は、当該膜型スイッチの長手方向に沿って配置され、
前記荷重緩衝部は、前記接点の配置方向と交差する方向に延設されると共に、前記長手方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のペダルの踏力検出機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ペダルの踏力検出機構に係り、特に、踏み間違い時における異常な踏力を検出するのに好適な踏力検出機構に関する。

【背景技術】

【0002】

ＡＴ化が進んだ近年、車両事故の原因として、運転者がブレーキペダルを踏んでいるつもりでアクセルペダルを踏み込むという、いわゆるペダルの踏み間違いによる車両の暴走という事例が増えてきている。このため近年では、ペダルの踏み間違いに起因した車両の暴走を防ぐための技術が種々提案されてきている。

【0003】

例えば特許文献１に開示されている技術は、アクセルペダルの踏み込み量についてペダルレバーを軸支する回転軸の回動量に起因して変化する電圧（ＡＰＳ電圧により検出すると共に、回動量を所定値以下に規制する回動規制部を設ける構成としている。回動規制部は、アクセルペダルが異常な踏力により踏み込まれた場合には塑性変形し、回動規制部が組成変形する範囲で踏み込まれた際に出力されるＡＰＳ電圧が検出された場合には、エンジン出力の低下やブレーキ操作が成されるといった制御を行うというものである。

【0004】

また、特許文献１に開示されている技術はアクセルペダルの踏み込み量を回転軸の回転量により検出する構成としているが、特許文献２には、アクセルペダルの踏み込み量をペダル部分（ペダルパッド：フェイス面）の踏み込みにより変形する変位量センサーの変位量により算出する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４－２４５０４号公報

【特許文献2】特許第６５７２８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示されている技術は、アクセルペダルの機構内に回動量の検出部を設ける構成とされている。このため、取り付けに対応した動作機構を備えた車種への専用品となり、汎用性に乏しいという問題がある。

【0007】

また、特許文献２に開示されているような踏み込み量検出技術を採用する場合には、アクセルペダルの構造そのものを変更する必要があるため、後付けでの対応が困難となる。さらに、特許文献２では、ペダルパッド全面を適切に踏み込む事を前提としているが、ペダルパッドの踏み方（踏み位置）によっては踏力を正しく検出する事ができない虞もある。

【0008】

そこで本発明では、アクセルペダルを含む操作ペダルに対する後付けが可能であり、かつ汎用性を有し、例えばアクセルペダルに異常な踏力が加えられたことを広い範囲で検出する事のできるペダルの踏力検出機構を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するための本発明に係るペダルの踏力検出機構は、ペダルの踏み込み面に沿って配置する膜型スイッチと、可撓性を有し、前記膜型スイッチを覆うようにして前記ペダルに固定されるトッププレートと、を備え、前記膜型スイッチには、面方向に沿って複数の接点が備えられていることを特徴とする。

【0010】

また、上記のような特徴を有するペダルの踏力検出機構では、前記トッププレートにおける前記膜型スイッチとの当接面には、前記接点を複数跨ぐように配置された荷重緩衝部が設けられているようにすると良い。このような構成とする事により、トッププレートに負荷された踏圧を複数の接点に分散させて伝達する事ができるようになる。

【0011】

また、上記のような特徴を有するペダルの踏力検出機構における前記膜型スイッチと前記トッププレートとの間には、前記膜型スイッチに設けられた前記接点を複数跨ぐように配置された荷重緩衝部を有する荷重緩衝プレートが備えられている。このような構成とした場合も、トッププレートに負荷された踏圧を複数の接点に分散させて伝達する事ができるようになる。

【0012】

また、上記のような特徴を有するペダルの踏力検出機構では、前記ペダルと前記膜型スイッチとの間に、前記膜型スイッチを配置する面を平滑面とし、前記ペダルにおける前記踏み込み面よりも撓みの少ない部材により構成されたベースプレートを備えるようにすると良い。このような特徴を有する事によれば、膜型スイッチの作動性を向上させる事ができる。

【0013】

また、上記のような特徴を有するペダルの踏力検出機構において前記ベースプレートは、前記ペダルに固定手段を介して固定され、前記トッププレートは、前記ベースプレートに固定されるようにすると良い。このような特徴を有する事によれば、ペダルに対してペダルの踏力検出機構を確実に固定する事ができる。また、膜型スイッチとベースプレート、荷重緩衝プレート及びトッププレートを別体構造として組み付ける事で、ペダルのフェイス面の湾曲状態に関わらず、膜型スイッチの接点の間隔を良好に保つことが可能となる。

【0014】

さらに、上記のような特徴を有するペダルの踏力検出機構において前記膜型スイッチに設けられている前記接点は、当該膜型スイッチの長手方向に沿って配置され、前記荷重緩衝部は、前記接点の配置方向と交差する方向に延設されると共に、前記長手方向に沿って複数設けられているようにすることが望ましい。このような特徴を有する事によれば、膜型スイッチの接点が網の目状に配置されている場合と同様なスイッチ感度を得る事ができるようになる。

【発明の効果】

【0015】

上記のような特徴を有するペダルの踏力検出機構によれば、ペダルに対する後付けが可能となる。また、高い汎用性を有し、ペダルに異常な踏力が加えられたことを広い範囲で検出する事もできる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係る踏力検出機構の構成を示す分解斜視図である。

【図2】実施形態に係る踏力検出機構を構成する膜型スイッチの概略構成を示す図である。

【図3】実施形態に係る踏力検出機構を構成する荷重緩衝プレートの構成を示す平面図である。

【図4】アクセルペダルに両面テープを貼付した状態を示す斜視図である。

【図5】アクセルペダルにベースプレートを固定した状態を示す斜視図である。

【図6】ベースプレートの上に膜型スイッチを貼付した状態を示す斜視図である。

【図7】膜型スイッチの上面に荷重緩衝プレートを配置した状態を示す斜視図である。

【図8】荷重緩衝プレートの上面にトッププレートを配置し、ベースプレートに固定した状態を示す斜視図である。

【図9】トッププレートの裏面に荷重緩衝部を設ける場合の例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明のペダルの踏力検出機構に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、図１から図３を参照して、本実施形態に係るぺダルの踏力検出機構の構成について説明する。なお、図面において図１は、実施形態に係る踏力検出機構の構成を示す分解斜視図である。また、図２は、実施形態に係る踏力検出機構を構成する膜型スイッチの概略構成を示す図である。さらに、図３は、実施形態に係る踏力検出機構を構成する荷重緩衝プレートの構成を示す平面図である。なお、以下の実施形態では、ペダル（操作ペダル）として、アクセルペダルを例に挙げて具体的な説明を行うこととする。

【0018】

［構成］
本実施形態に係るペダルの踏力検出機構（以下、単に踏力検出機構１０と称す）は、膜型スイッチ１２と、トッププレート１４、及び荷重緩衝プレート１６を基本として構成し、ベースプレート１８を有する。

【0019】

膜型スイッチ１２は、膜の表面に所定の押圧力が加えられることで通電が成されるスイッチであれば良い。具体的な構成の一例としては、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、一対の接点シート（下部接点シート１２ａと上部接点シート１２ｂ）と、スペーサシート１２ｃとにより構成されるものであれば良い（図２（Ａ）は、膜型スイッチの平面構成を示す概略図であり、図２（Ｂ）は、同図（Ａ）におけるＡ－Ａ断面を示す概略図である）。下部接点シート１２ａと上部接点シート１２ｂは、それぞれ対向面に、配線に接続された接点１２ａ１，１２ｂ１を有する。スペーサシート１２ｃは、下部接点シート１２ａの接点１２ａ１と上部接点シート１２ｂの接点１２ｂ１との間に空隙を設けるための要素である。

【0020】

また、スイッチが作動（通電）するための圧力は、上部接点シート１２ｂの材質や、スペーサシート１２ｃの厚みの選定により、所望する値に設定することができる。上部接点シート１２ｂや下部接点シート１２ａ、及びスペーサシート１２ｃは、それぞれ可撓性を有する素材により構成されている。このため、膜型スイッチ１２は全体としても可撓性を有する。

【0021】

本実施形態では、下部接点シート１２ａと上部接点シート１２ｂをアクセルペダル３０の形状に沿った長方形に形成し、それぞれの接点シート（下部接点シート１２ａ及び上部接点シート１２ｂ）の長手方向に沿って接点１２ａ１，１２ｂ１を配置する構成としている。

【0022】

トッププレート１４は、運転者の足の裏が当接する踏圧受け部であり、膜型スイッチ１２を覆うようにしてアクセルペダル３０に固定される板部材である。トッププレート１４は、膜型スイッチ１２と同様に可撓性を有する素材により構成されていると良い。具体的には、ゴムのような弾性素材とし、運転者の足の裏が当接するフェイス面１４ａに滑り止め作用のある溝などを設けるようにすると良い。また、本実施形態に係るトッププレート１４は、プレートの四隅に、詳細を後述するベースプレート１８との係合に用いる係合穴１４ｂが設けられている。

【0023】

荷重緩衝プレート１６は、膜型スイッチ１２とトッププレート１４との間に配置される可撓性部材である。荷重緩衝プレート１６は、トッププレート１４に負荷された踏圧を分散させて膜型スイッチ１２に伝達することで、踏み込み位置に関わらず、膜型スイッチ１２の接点配置部に踏圧を作用させる役割を担う。荷重緩衝プレート１６を配して踏圧の分散を図る事によれば、通常のペダル操作では膜型スイッチ１２を作動させず、異常な踏圧（強い踏圧）が負荷された際に膜型スイッチ１２を作動させる構成とすることができる。

【0024】

実施形態に係る荷重緩衝プレート１６は、長手方向と交差する方向に配された荷重緩衝部１６ａを複数、長手方向に沿って配置している。ここで、荷重緩衝部１６ａは、膜型スイッチ１２と荷重緩衝プレート１６を重ねて配置した際、長手方向に沿って配置されている膜型スイッチ１２の接点１２ａ１，１２ｂ１と重なる部位を持つように構成される。

【0025】

また、本実施形態に係る荷重緩衝プレート１６は、平面視した際の四隅（投影面の四隅）に、係合穴１６ｂが設けられている。また、荷重緩衝プレート１６の両側面には、詳細を後述するベースプレート１８をアクセルペダル３０に固定する際の固定手段としてのビス２０の頭などを逃がすための逃げ穴１６ｃが設けられている。

【0026】

ベースプレート１８は、アクセルペダル３０と膜型スイッチ１２との間に配置される板部材である。このためベースプレート１８は、アクセルペダル３０の基本的な形状である長方形の投影面を有するように構成される。アクセルペダルの踏み込み部（フェイス）は、滑り止めの作用を成すなどの理由により、凹凸面とされていたり、可撓性を有する素材により構成されていたりする場合もある。このような加工や素材は、膜型スイッチ１２に負荷された踏力を逃がす要因となり、膜型スイッチ１２が良好に機能しなくなる可能性がある。このため、膜型スイッチ１２との接触面に平坦面を有し、かつ押圧に対する撓みを抑制する事のできるベースプレート１８を配置することで、膜型スイッチ１２の良好な機能を確保することができるようになる。

【0027】

本実施形態ではベースプレート１８に、トッププレート１４を固定するための係合穴１８ａと、ベースプレート１８をアクセルペダル３０に固定するための固定穴１８ｂを設けるようにしている。本実施形態に係るベースプレート１８では係合穴１８ａを、投影面の四隅に設けるように構成している。また、固定穴１８ｂは、ベースプレート１８の長手方向両側部に複数設ける構成としている。

【0028】

ベースプレート１８は、アクセルペダル３０のフェイス面の形状に沿って塑性変形可能な素材により構成すると良い。また、ベースプレート１８の表面は平滑とし、踏圧による変形が少ないものとすることが望ましい。具体的には、アルミや銅などの比較的軟質な金属や、これらの金属を主体とした合金により構成すると良い。

【0029】

［組付け状態］
上記のような要素から成る踏力検出機構１０は、次のようにしてアクセルペダル３０に備えられる。まず、アクセルペダル３０のフェイス面にベースプレート１８を固定する。ここでベースプレート１８は、あらかじめフェイス面に押し付けるなどして、フェイス面に沿った形状に塑性変形させておくと良い。また、アクセルペダル３０に対してベースプレート１８は、図４に示すような両面テープ２２などの仮止め手段を介して仮止めした後、図５に示すように、ビス（タッピングビス）２０などの固定手段を介して強固に固定する。ここで、ビス２０は、ベースプレート１８に設けられた固定穴１８ｂを介して複数配置される。

【0030】

次に、ベースプレート１８上に膜型スイッチ１２を固定する（図６参照）。膜型スイッチ１２の固定は、両面テープや接着剤（いずれも不図示）などの貼付手段で良い。貼付手段は、あらかじめ膜型スイッチ１２の下部接点シートに貼り付けておくようにしても良い。

【0031】

膜型スイッチ１２を固定した後、図７に示すように、荷重緩衝プレート１６により膜型スイッチ１２を覆った状態とした上で、図８に示すようにトッププレート１４を被せる。荷重緩衝プレート１６の上に被せたトッププレート１４は、固定用ビス２４などの固定手段を介してベースプレート１８に固定する。実施形態に係る踏力検出機構１０の場合、固定用ビス２４は、トッププレート１４に設けた係合穴１４ｂと、荷重緩衝プレート１６の係合穴１６ｂとを貫通し、ベースプレート１８に設けられた係合穴１８ａに螺合する事で固定される。

【0032】

［作用］
上記のような構成の踏力検出機構１０によれば、運転者がトッププレート１４を踏むことで、その踏圧が荷重緩衝プレート１６を介して膜型スイッチ１２に伝達される。膜型スイッチ１２に伝達される踏圧が所定の圧力以上に到達した場合、膜型スイッチ１２の下部接点シート１２ａの接点１２ａ１と上部接点シート１２ｂの接点１２ｂ１が接触し、スイッチがＯＮとなり、通電信号を出力する。車両側の判定部（不図示）が、膜型スイッチ１２からの通電信号を受けると、判定部は、アクセルペダル３０に異常な踏力が負荷されたと判定し、動力の停止や制動力の発生など、アクセルペダル３０とブレーキペダル（不図示）との踏み間違え時の安全措置を講じることとなる。

【0033】

［効果］
上記のような踏力検出機構１０によれば、アクセルペダル３０に対する後付けが可能である。また、アクセルペダル３０のフェイス面にベースプレート１８を取り付ける事が可能であれば適用できるため、高い汎用性を有する。

【0034】

さらに、荷重緩衝プレート１６の作用により、膜型スイッチ１２における接点１２ａ１，１２ｂ１が無い場所に踏力（踏圧）が加えられたとしても、接点１２ａ１，１２ｂ１部分に踏圧が負荷されることとなる。このため、アクセルペダル３０に異常な踏力が加えられたことを広い範囲で検出する事ができる。より詳細には、膜型スイッチ１２を構成する接点１２ａ１，１２ｂ１の配置方向と、荷重緩衝プレート１６を構成する荷重緩衝部１６ａの延設方向を交差させ、荷重緩衝部１６ａが複数の接点１２ａ１，１２ｂ１を跨ぐように配置したことで、接点１２ａ１，１２ｂ１が網の目状に配置されている状態と同様なスイッチ感度を得る事ができ、トッププレート１４に対する踏力の付与位置に関わらず異常な踏力が加えられたことを検出することが可能となる。

【0035】

また、ベースプレート１８と、膜型スイッチ１２、荷重緩衝プレート１６、及びトッププレート１４をアッシー化して組付けず、アクセルペダル３０に対して個別に配置固定することを可能としたことで、アクセルペダル３０の湾曲状態が大きい場合であっても、ベースプレート１８側とトッププレート１４側との間に伸縮状態の差が生じ難くなる。このため、ベースプレート１８とトッププレート１４との隙間が狭まるといった事が生じ難く、膜型スイッチ１２を適正な状態で配置することができる。

【産業上の利用可能性】

【0036】

上記実施形態では、アクセルペダル３０とブレーキペダルの踏み間違いを、アクセルペダルに対する踏力に基づいて判断する事を例に挙げ、踏力の検出対象をアクセルペダル３０とした上で詳細な説明を行っている。しかしながら、本発明に係る踏力検出機構１０は、アクセルペダル以外の様々な操作ペダルに対する踏力や押圧力の検出に適用する事ができる事はいうまでも無い。

【0037】

また、上記実施形態に示した膜型スイッチ１２は、本発明を実施するにあたっての好適な形態の一例であり、接点１２ａ１，１２ｂ１の配置方向や配置形態などは、図２等に示した形態に限定されるものではない。一方で、荷重緩衝プレート１６を設け、荷重緩衝部１６ａを配置する場合には、荷重緩衝部１６ａが複数の接点１２ａ１，１２ｂ１を跨ぐように配置されるように構成する。

【0038】

さらに、上記実施形態では、膜型スイッチ１２とトッププレート１４との間に荷重緩衝プレート１６を配置する旨記載した。ここで、荷重緩衝プレート１６は上述したように、トッププレート１４に負荷された踏圧の分散を図るための要素である。このため、トッププレート１４における膜型スイッチ１２との当接面に、荷重緩衝プレート１６と同様な機能を持たせた場合には、必ずしも荷重緩衝プレート１６を介在させる必要はない。

【0039】

具体的には、トッププレート１４に負荷された踏圧を膜型スイッチ１２を構成する複数の接点１２ａ１，１２ｂ１に分散させる事のできる素材によりトッププレート１４を構成する他、図９に示すような構成としても良い。すなわち、トッププレート１４における膜型スイッチ１２との当接面（トッププレート１４の裏面）に、荷重緩衝部１４ｃを設けるようにすれば良い。荷重緩衝部１４ｃは、膜型スイッチ１２をトッププレート１４で覆った際、複数の接点１２ａ１，１２ｂ１を跨ぐように配置される突起であれば良い。

【0040】

なお、トッププレート１４に荷重緩衝部１４ｃを設けた上で荷重緩衝プレート１６も配置する構成とする場合、荷重緩衝プレート１６を構成する複数の荷重緩衝部１６ａの間に、トッププレート１４を構成する荷重緩衝部１４ｃが配置されるようにすると良い。

【符号の説明】

【0041】

１０………踏力検出機構、１２………膜型スイッチ、１２ａ………下部接点シート、１２ａ１………接点、１２ｂ………上部接点シート、１２ｂ１………接点、１２ｃ………スペーサシート、１４………トッププレート、１４ａ………フェイス面、１４ｂ………係合穴、１４ｃ………荷重緩衝部、１６………荷重緩衝プレート、１６ａ………荷重緩衝部、１６ｂ………係合穴、１６ｃ………逃げ穴、１８………ベースプレート、１８ａ………係合穴、１８ｂ………固定穴、２０………ビス、２２………両面テープ、２４………固定用ビス、３０………アクセルペダル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】